约束电爆过程中石墨的纳米化机制

利用自行研制的约束电爆石墨制备低维纳米碳装置,通过改变初始充电电压与约束管管径进行系列性电爆实验,实验中对气溶胶形式的电爆产物进行原位取样,并进行显微分析.结合电爆产物显微分析结果和约束管中能量密度与电爆产物粒径间的关系,对电爆过程中石墨的纳米化机制进行研究.研究结果表明:电爆过程中约束管内产生的机械压缩波能够对石墨施加瞬间高压使石墨碎化,这一压缩波在传播过程中对已碎化的石墨进行反复冲击与剥离,从而导致石墨颗粒从约束管中喷射而出.在喷射过程中,石墨颗粒之间以及石墨颗粒与约束管壁之间不断发生碰撞,致使石墨颗粒进一步碎化,并形成低维纳米碳.     

管道内多层金属丝网对预混可燃气体爆炸火焰传播的影响

为了研究抑爆材料对可燃气体爆炸火焰传播的影响,设计加工了横截面积为200 mm×200 mm的方形实验管道,且在其内进行无抑爆材料和安装多层金属丝网条件下预混可燃气体爆炸火焰传播影响的实验,并通过高速摄影仪进行火焰传播的全程拍摄。结果表明,预混可燃气体爆炸火焰在管道内的传播速度和结构都不稳定,出现来回震荡的现象,而多层金属丝网对预混可燃气体爆炸火焰传播具有很大的影响,可以完全淬熄较弱的爆炸火焰。研究结果对煤矿瓦斯爆炸的防治具有重要的理论和实际价值。     

锚索动载荷拉脱(断)火花引爆瓦斯试验

利用专门研制的锚索冲击拉伸实验装置,在瓦斯浓度和氧气浓度满足瓦斯爆炸的条件下,对Φ15.24mm、Φ17.8mm和Φ21.6mm锚索在动载荷作用下拉脱(断)时产生火花引爆瓦斯的可能性进行了一系列实验研究。结果表明:锚索在动载荷作用下主要产生拉断、拉脱、脱断3种破坏形式,且破断处均发生于锚具固定端。采用红外热成像仪对锚索在动载荷作用下破坏产生的火花温度测试表明,锚索不论以何种形式破坏,其产生火花的最高温度远低于瓦斯爆炸所需要的最低温度650～750℃。而且,火花存在时间远小于瓦斯爆炸感应期。因此,Φ15.24mm、Φ17.8mm和Φ21.6mm锚索不论以何种形式破坏所产生的火花都不能引起瓦斯爆炸。     

基于有限差分方法的水中爆炸三维数值模拟

针对水中爆炸的三维数值模拟问题,采用基于有限差分的拉格朗日与欧拉相结合的方法,在矩形网格上离散差分基本方程组;在欧拉步中引入模糊方法处理界面,计算各输运量;编写了数值模拟程序,进行了炸药在水中爆炸的三维数值模拟.爆炸场中考虑了有刚性障碍物及有反射有限边界计算域.结果表明,模拟结果与实际情况基本吻合,特别是冲击波在水中传播的模拟效果较好,证明所采用的三维数值模拟方法是有效和可行的.     

铝粉在不同爆炸环境中的反应率研究

利用恒温式量热计测定了两种粒度铝粉的含铝炸药在真空中和空气中的爆热值,分析计算了铝粉粒度及爆炸环境中氧含量对铝粉反应率的影响规律。结果表明,随着铝粉含量的增加,含铝炸药中铝粉在真空和空气中反应的百分含量呈递增趋势;在真空条件下,当铝粉含量为5%~30%时,12μm和125μm铝粉的反应率相差不大,反应率均为33%~38%,当铝粉含量为35%时,两者反应率分别36.4%和29.7%,12μm铝粉的反应率下降趋势较明显;在1标准大气压空气中,当铝粉含量为5%时,铝粉反应率最高,12μm和125μm铝粉的反应率分别为56.8%和75.0%,Al粉含量为10%~35%时,两者反应率分别为40%~47%和45~51%。     

炸药土中爆炸弹性区应力波的测试与分析

 为研究炸药在土中爆炸产生的地震波效应,设计了一套适用于测量土中弹性区应力变化的测试方法及实验系统。该实验系统对埋深1m的1kg TNT爆炸后引起的土壤应力变化进行了记录。实验结果表明,该测试系统能完整地记录爆炸过程中土中应力的变化过程。从时域和频域分析所测得的应力波,得到同一埋深时沿水平方向上应力波峰值、主频和频宽随传播距离的变化关系。     

舰艇抗冲瓦水下爆炸流固耦合冲击动力学模型

 为更好的反映水下爆炸作用下舰艇抗冲瓦芯层复杂结构动力学特性,基于多自由度动力学、Taylor平板理论一阶DAA法,提出了舰艇抗冲瓦在水下爆炸冲击波载荷作用下的流固耦合与冲击动力学模型。抗冲瓦冲击响应分为3个阶段,I阶段是在冲击载荷作用下的一维流固耦合开始阶段,水中气穴开始产生;II阶段芯层开始被压溃,但此时抗冲瓦表层速度开始降低,水质点的附加冲量起到重要作用;III阶段是从减速到回弹阶段,抗冲瓦在弹性恢复力和流体阻尼共同作用下产生减速和反弹。3个阶段的理论模型揭示了水下爆炸作用下抗冲瓦的冲击响应过程。通过理论模型和算例研究发现,所提出的模型能很好的反映具有复杂芯层结构的抗冲瓦在水下爆炸冲击波作用下的缓冲与耗能机理,抗冲瓦芯层密度对其缓冲效果影响显著。这些性能特点可以用于在给定质量情况下对抗冲瓦进行几何优化设计。     

不同加强筋结构平板在爆炸载荷作用下的动态响应仿真

 针对爆炸载荷作用下外层结构防护能力加强问题,对四边固定的具有不同加强筋类型的平板在爆炸冲击载荷作用下的动态响应问题进行了数值仿真研究。利用ABAQUS软件建立了4种平板的有限元模型,仿真计算了平板在爆炸载荷作用下的响应,比较分析了平板的能量分布、平板中心点处的最大挠度值及应力分布等特性。结果表明,单纯地在平板背面添加加强筋数量对于抗爆性能的提高意义不大;所设计的4类平板中,由加强筋耦合成三角形的平板抗爆性能最佳。     

2001—2017年中国近海水域赤潮发生规律及其影响因素

通过收集整理2001—2017年相关数据, 对我国近海海域赤潮爆发规律及影响因素进行初步探究。结果表明, 我国近海海域赤潮发生规律呈先增后减趋势, 2001—2005年, 近海赤潮面积和频次大幅度增加, 2006—2017年则明显减少。2008—2017年, 我国发生赤潮608 次, 引发赤潮的第一优势物种有65种。其中, 东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)是引发赤潮次数最多的生物, 共计106次。各海区赤潮的影响因素有差异: 渤海区赤潮面积变化主要受营养盐和总氮影响, 东海区赤潮面积和次数变化与营养盐、总氮、总磷和亚硝态氮显著相关, 南海区赤潮面积变化与污染物入海量和CODcr显著正相关(P<0.05)。为进一步减少赤潮爆发, 提出我国近海海域赤潮防治建议: 建设在线监测站点, 采取因区制宜的管控措施, 加强源头排污管理, 完善应急响应体系, 进行海洋生态修复。     

FOX-7/HMX混合炸药烤燃试验的数值计算

为研究FOX-7/HMX混合炸药的热响应特性,基于热爆炸理论中的热平衡原理,以McGuire-Tarver三步反应模型及成核和生长反应模型分别描述HMX和FOX-7的化学反应过程,建立了FOX-7/HMX混合炸药烤燃过程的计算模型.将建立的计算模型以用户自编函数的方式添加到Fluent软件中,对混合炸药的烤燃过程进行了数值模拟.同时还对FOX-7/HMX混合炸药进行了烤燃试验研究.结果表明:炸药样品中最终发生了燃烧反应.在升温速率为3℃/min的条件下,炸药试样中心处点火温度计算结果和试验结果分别为203.3℃和196.2℃,点火时间计算结果和试验结果分别为3360 s和3444 s;炸药试样1/2半径处点火温度计算结果和试验结果分别为202.1℃和191.6℃,点火时间计算结果和试验结果分别为3360 s和3264 s.模拟计算结果与试验结果基本一致,相对误差能够满足实际预估的需求.